产品寿命可靠性测试

产品寿命可靠性测试方法

概念：

•平均失效时间: MTBF ( Mean Ti me bet ween Fai l ur es )，就是失效率的倒数，试验求得的MTBF设为θ，是相当于产品总运作时间除以总失效的次数。

••平均失效时间的最低接收值( θ1) : Mi ni mum Accept abl e Mean Ti me Bet ween Fai l ur es , 是根据能够容忍错误接收产品的特定风险而决定出。

规定的平均失效时间( θ0) : Speci f i ed Mean Ti me Bet ween Fai l ur e,是一种在规格书上所订定的MTBF值此值是用平均失效时间的最低接收值θ1乘上判别比率( Di scr i mi nat i on Rat i o) θ0/ θ1而得。它是用来限制生产者的冒险率( α)。

••判别比率( θ0/ θ1) : Di scr i mi nat i on Rat i o,是规定的平均失效时间与平均失效时间的最低

接收值之比，也即是在可靠性试验下，可视为合格之最坏的可靠性特性值的界限值与尽可

能视为不合格之可靠性的特性值的界限值之比。

风险( Deci si on Ri sks) :

( 1)消费者的风险( Consumer’s Deci si on Ri sk: β) :消费者接收较差的MTBF( θ1)的机率称之为消费者的风险。

( 2)生产者的风险( Pr oducer’s Deci si on Ri sk: α) :拒绝接收产品的真实MTBF为θ0之机率称之为生产者的风险。

1.寿命可靠性验证试验( Demonst r at i on Test )

该试验适用于DMT/ PMT验证时期的产品可靠性测试，建议采用一次抽样可靠性试验( Sequent i al Rel i abi l i t y Test i ng)。

一次抽样可靠性测试设计及评估方法：

••首先确认产品Spec.规定的MTBF值及信赖度水平( 1- α)

依照下列公式与测试计划给予的时间要求确定测试样品的数量及测试时间

MTBF Cal cul at i on For mul a

2×T

MTBF= χ 2 α

( ,2R+ 2)

T = Tot al Power On Ti me, R = Tot al Fai l ur e number ;

α = 1−confidence= 1−0.9

Ref er ence Tabl e:

Conf i dence Level

Fai l ur e Q’t y

90% 10%

χ 2(α,2R+ 2) χ 2(α,2R+ 2)

0 1 2 3 4 4. 6

7. 78

10. 6

13. 4

16

0. 21

1. 07

2. 21

3. 49

4. 87

• 试验接收/拒收曲线：

最多允许测试时间

R(失效数)

最多允许失效数

8 7 6 5 4 3 2 1 0

拒收区

继续区

接收区

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

T.R=T/MTBF (试验比率)

2.寿命可靠性接收试验( Pr oduct i on Accept ance Test s)

只有当产品通过寿命可靠性验证试验后，才能做接收测试。 ( 1)逐次抽样可靠性测试设计及评估方法：

• 首先确认产品 Spec.规定的 MTBF 值，及判别比率θ0/ θ1 ( Di scr i mi nat i on Rat i o)，生

产者风险率 α，消费者风险率β。 • 按照下述公式确定接收线和拒收线：

θ0 β ln(1−α ) ln

θ 1 t 1 = 1 − 1 (r ) −

接收线

拒收线

1 1 −

θ1 θ0 θ1 θ0 θ0 ln(1− β )

ln

θ 1 α t 1 = 1 − 1 (r ) +

1 1 −

θ1 θ0

θ1 θ0 •

试验接收/拒收曲线：

最多允许测试时间

故 最多允许故障数

障

拒收区

继续区

接收区

测试时间

•确定接收批的容量(如：一周产量或一月产量等)，测试样本的数量并确定单个样品的操作时间，依据上述标准判定该批产品是否可以接收。

( 2) 固定操作时间的可靠性测试设计及评估方法：

•首先确认产品Spec.规定的MTBF值，及生产者风险率α。

根据下述公式设定预定操作时间：

T = k • θ0

•

其中：T是预定操作的时间。

k是常数，见下表。

θ0是Spec.规定的MTBF值。

r F Yes

2r F No

2r F

Yes

3r F

No

3r F

Yes

4r F

No

4r F

Yes

5r F

No

5r F

Yes

6r F

No

6r F

Yes

7r F

No

7r F

α

1

2

3

4 0. 026 0. 026 0. 017 0. 017 0. 013 0. 013 0. 010 0. 010 0. 009 0. 009 0. 007 0. 007 0. 0

5 0. 053 0. 053 0. 035 0. 035 0. 02

6 0. 026 0. 021 0. 021 0. 018 0. 018 0. 015 0. 015 0. 10 0. 089 0. 104 0. 059 0. 065 0. 044 0. 048 0. 036 0. 038 0. 030 0. 031 0. 025 0. 026 0. 05 0. 133 0. 155 0. 089 0. 098 0. 066 0. 071 0. 053 0. 056 0. 044 0. 046 0. 038 0. 039 0. 10 0. 136 0. 168 0. 091 0. 103 0. 068 0. 075 0. 055 0. 058 0. 045 0. 048 0. 039 0. 041 0. 05 0. 184 0. 226 0. 122 0. 139 0. 092 0. 101 0. 073 0. 079 0. 061 0. 065 0. 052 0. 055 0. 10 0. 171 0. 21

7 0. 114 0. 132 0. 085 0. 095 0. 06

8 0. 074 0. 057 0. 061 0. 04

9 0. 052 0. 05 0. 218 0. 277 0. 145 0. 168 0. 109 0. 121 0. 087 0. 095 0. 073 0. 078 0. 062 0. 066 0. 10

* Yes表示要更换故障的部分；No表示不要更换故障的部分。

•确定接收批的容量(如：一周产量或两周的产量等)，根据上述预定操作时间的公式确定单个样品操作时间和测试样本的数量，依据上述标准判定该批产品是否可以接收

(即当预定操作时间T已到，而设定的故障个数没有出现则判定该批接收，如果预定

操作时间T未到，而设定的故障个数已出现则判定该批拒收)。

•可以按出现一个故障的情形确定预定操作的时间。